[发明专利]虚拟环境中容积云的光照确定方法、相关设备及存储介质

说明书

本申请涉及一种虚拟环境中容积云的光照确定方法、相关设备及存储介质。方法包括：确定当前帧虚拟图像中容积云的任一像素的理论光照值；确定所述当前帧虚拟图像相对于所述当前帧虚拟图像之前的N帧图像在所述任一像素的遮挡变化信息；根据所述当前帧虚拟图像相对于所述当前帧虚拟图像之前的N帧图像在所述任一像素的遮挡变化信息，确定所述任一像素对应的混合系数；按照所述混合系数，对所述第N帧图像中所述任一像素的光照值以及所述理论光照值进行混合，得到所述当前帧虚拟图像中所述任一像素的光照值。用以解决虚拟场景中的容积云的区域有运动物体时，容积云渲染后的浓度受到运动物体存在的影响，导致与模拟的真实场景存在偏差的问题。

技术领域

本申请涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种虚拟环境中容积云的光照确定方法、相关设备及存储介质。

背景技术

容积云(Volumetric Clouds)，一般称为体积云或者体积雾，在游戏等虚拟现实场景中的体积云就是使用图像引擎来模拟真实云雾半透明、无规则的表现效果。

光线步进(英文名称：Ray Marching)，是制作体积云或体积雾过程中渲染光线常用的一种技术，用于实时场景的快速渲染。主要渲染思想是：模拟摄像机位置，根据视椎体的扩张角度，以摄像机位置为原点，步进式发射射线，当射线碰撞到物体之后，返回其深度信息，如果到视椎体的最大距离之前都没有返回，那么可以以此判断该像素点没有对应物体，最后根据返回的信息计算光照。

为了平衡效果和效率，在使用Ray Marching制作体积云或体积雾时，经常采用时域优化技术，对制作的体积云或体积雾的光线进行优化。时域优化的主要思路为：将对三维空间中某个体素的多次光照计算分摊到多帧，也就是说，在Ray Marching计算得到的当前帧的理论光照后，将当前帧的理论光照与历史帧的光照混合，作为当前帧最终的光照。

如果体积云或雾覆盖的区域有物体运动，那么在物体运动的路线上，体积雾会出现鬼影(也称为ghosting)现象，也就是说在运动物体刚离开的区域内，体积云或雾的浓度会受到运动物体存在时浓度的影响。

发明内容

本申请提供了一种虚拟环境中容积云的光照确定方法、相关设备及存储介质，用以解决虚拟场景中的容积云的区域有运动物体时，容积云渲染后的浓度受到运动物体存在的影响，导致与模拟的真实场景存在偏差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种虚拟环境中容积云的光照确定方法，包括：

确定当前帧虚拟图像中容积云的任一像素的理论光照值；

确定所述当前帧虚拟图像相对于所述当前帧虚拟图像之前的N帧图像在所述任一像素的遮挡变化信息；所述遮挡变化信息用于指示所述任一像素是否从被运动物体遮挡状态转换为无遮挡状态；所述N为大于1的整数；所述N帧图像包括第1至第N帧图像；

根据所述当前帧虚拟图像相对于所述当前帧虚拟图像之前的N帧图像在所述任一像素的遮挡变化信息，确定所述任一像素对应的混合系数；

按照所述混合系数，对所述第N帧图像中所述任一像素的光照值以及所述理论光照值进行混合，得到所述当前帧虚拟图像中所述任一像素的光照值，其中，所述第N帧图像为所述当前帧虚拟图像的前一帧图像。

可选地，所述根据所述当前帧虚拟图像相对于所述当前帧虚拟图像之前的N帧图像在所述任一像素的遮挡变化信息，确定所述任一像素对应的混合系数，包括：

若所述当前帧虚拟图像相对于所述当前帧虚拟图像之前的N帧图像在所述任一像素的遮挡变化信息指示，所述任一像素从被运动物体遮挡状态转换为无遮挡状态，并且最近一次在所述任一像素处出现所述运动物体是所述N帧图像中的第k帧图像，则确定所述任一像素对应的混合系数为，混合基数的k+1倍；